(57)【要約】【課題】  小さな空孔を設けたポリマー発泡粒子、発泡トナー、およびそれらの製造方法を提供する。【解決手段】  平均空孔径が５０μｍ未満の微細空孔を備えたことを特徴とするポリマー発泡粒子。平均空孔径が１μｍ以上３μｍ未満の微細空孔を備え、かつ、体積平均粒子径が５μｍ以上１５μｍ未満であることを特徴とする発泡トナー。所定のポリマー粒子と、高圧気体または超臨界流体とを、混合して混合物とする第１工程、該ポリマー粒子の中まで該高圧気体または超臨界流体を含浸させる第２工程、該混合物を減圧減温してポリマー発泡粒子を得る第３工程、を有するポリマー発泡粒子の製造方法であって、前記第３工程は、２０ＭＰａ以上６０℃以上の状態から、１ＭＰａ未満３０℃未満の状態まで、５分以内に減圧減温することを特徴とするポリマー発泡粒子の製造方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均空孔径が５０μｍ未満の微細空孔を備えたことを特徴とするポリマー発泡粒子。
【請求項２】
平均空孔径が３μｍ未満の微細空孔を備えたことを特徴とするポリマー発泡粒子。
【請求項３】
体積平均粒子径が１５μｍ未満であることを特徴とする請求項２記載のポリマー発泡粒子。
【請求項４】
平均空孔径が５０ｎｍ以上３μｍ未満の微細空孔を備え、かつ、体積平均粒子径が５μｍ以上１５μｍ未満であることを特徴とする発泡トナー。
【請求項５】
平均空孔径が５０ｎｍ以上１μｍ以下の微細空孔を備えていることを特徴とする請求項４記載の発泡トナー。
【請求項６】
比重が０．９未満であることを特徴とする請求項４記載の発泡トナー。
【請求項７】
ポリオレフィン、ポリオレフィンコポリマー、環状オレフィン、環状オレフィン共重合体樹脂、ポリスチレン、ポリスチレンコポリマー、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル樹脂及びその混合物よりなる群から選ばれるポリマー粒子と、高圧気体または超臨界流体とを、混合して混合物とする第１工程、該ポリマー粒子の中まで該高圧気体または超臨界流体を含浸させる第２工程、該混合物を減圧減温してポリマー発泡粒子を得る第３工程、を有するポリマー発泡粒子の製造方法であって、前記第３工程は、２０ＭＰａ以上６０℃以上の状態から、１ＭＰａ未満３０℃未満の状態まで、５分以内に減圧減温することを特徴とするポリマー発泡粒子の製造方法。
【請求項８】
前記ポリマー発泡粒子を粉砕分級して所望の大きさのポリマー発泡粒子を得る第４工程を有することを特徴とする請求項７記載のポリマー発泡粒子の製造方法。
【請求項９】
前記高圧気体または超臨界流体が二酸化炭素を含有することを特徴とする請求項７記載のポリマー発泡粒子の製造方法。
【請求項１０】
スチレンアクリル酸共重合体樹脂、ポリエステル樹脂、環状オレフィン共重合体樹脂のいずれかを含有するトナーと、高圧気体または超臨界流体とを、混合して混合物とする第１工程、該トナーの中まで該高圧気体または超臨界流体を含浸させる第２工程、該混合物を減圧減温してトナー発泡粒子を得る第３工程、前記トナー発泡粒子を粉砕分級して所望の大きさの発泡トナーを得る第４工程、を有し、前記第３工程は、２０ＭＰａ以上６０℃以上の状態から、１ＭＰａ未満３０℃未満の状態まで、５分以内に減圧減温することを特徴とする発泡トナーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ポリマー発泡粒子、発泡トナー、およびそれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高圧容器内でポリマー粒子に超臨界流体を含浸させ、その後圧力と温度を下げて粒子を発泡させる技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。【０００３】
しかしながら、５０μｍ未満の小さな空孔を設けることが困難であるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０６３５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上のような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とする処は、小さな空孔を設けたポリマー発泡粒子、発泡トナー、およびそれらの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は下記の技術的構成により、上記課題を解決できたものである。
（１）平均空孔径が５０μｍ未満の微細空孔を備えたことを特徴とするポリマー発泡粒子。
（２）平均空孔径が３μｍ未満の微細空孔を備えたことを特徴とするポリマー発泡粒子。
（３）体積平均粒子径が１５μｍ未満であることを特徴とする前記（２）記載のポリマー発泡粒子。
（４）平均空孔径が５０ｎｍ以上３μｍ未満の微細空孔を備え、かつ、体積平均粒子径が５μｍ以上１５μｍ未満であることを特徴とする発泡トナー。
（５）平均空孔径が５０ｎｍ以上１μｍ以下の微細空孔を備えていることを特徴とする前記（４）記載の発泡トナー。
（６）比重が０．９未満であることを特徴とする前記（４）記載の発泡トナー。
（７）ポリオレフィン、ポリオレフィンコポリマー、環状オレフィン、環状オレフィン共重合体樹脂、ポリスチレン、ポリスチレンコポリマー、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル樹脂及びその混合物よりなる群から選ばれるポリマー粒子と、高圧気体または超臨界流体とを、混合して混合物とする第１工程、該ポリマー粒子の中まで該高圧気体または超臨界流体を含浸させる第２工程、該混合物を減圧減温してポリマー発泡粒子を得る第３工程、を有するポリマー発泡粒子の製造方法であって、前記第３工程は、２０ＭＰａ以上６０℃以上の状態から、１ＭＰａ未満３０℃未満の状態まで、５分以内に減圧減温することを特徴とするポリマー発泡粒子の製造方法。
（８）前記ポリマー発泡粒子を粉砕分級して所望の大きさのポリマー発泡粒子を得る第４工程を有することを特徴とする前記（７）記載のポリマー発泡粒子の製造方法。
（９）前記高圧気体または超臨界流体が二酸化炭素を含有することを特徴とする前記（７）記載のポリマー発泡粒子の製造方法。
（１０）スチレンアクリル酸共重合体樹脂、ポリエステル樹脂、環状オレフィン共重合体樹脂のいずれかを含有するトナーと、高圧気体または超臨界流体とを、混合して混合物とする第１工程、該トナーの中まで該高圧気体または超臨界流体を含浸させる第２工程、該混合物を減圧減温してトナー発泡粒子を得る第３工程、前記トナー発泡粒子を粉砕分級して所望の大きさの発泡トナーを得る第４工程、を有し、前記第３工程は、２０ＭＰａ以上６０℃以上の状態から、１ＭＰａ未満３０℃未満の状態まで、５分以内に減圧減温することを特徴とする発泡トナーの製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、小さな空孔を設けたポリマー発泡粒子、発泡トナー、およびそれらの製造方法を提供することができる。
また、均一な大きさの空孔を設けた発泡粒子を得ることもできる。
また、空孔を小さくすることで小粒径の発泡粒子を得ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ポリマー発泡粒子の製造装置の一例を示す説明図
【図２】実施例のポリマー発泡粒子の走査式電子顕微鏡画像図
【図３】比較例のポリマー発泡粒子の走査式電子顕微鏡画像図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について具体的に説明する。
【００１０】
（ポリマー発泡粒子および発泡トナー）
本発明のポリマー発泡粒子は、平均空孔径が５０μｍ未満の微細空孔を備えたことを特徴とする。
また、より好ましくは平均空孔径が１０μｍ未満、さらに好ましくは平均空孔径が３μｍ未満である。
なお、平均空孔径は、電子顕微鏡で空孔を撮影し、１００個の空孔の長径を測定して平均を算出した値である。
また、本発明のポリマー発泡粒子は、体積平均粒子径が５μｍ以上１５μｍ未満とすると、電子写真用のトナーに適していて好ましい。粒子が大きいときは粉砕分級することで所望の大きさのポリマー発泡粒子を得ることができる。
なお、体積平均粒子径は、コールターカウンター法により測定した値である。
ポリマー発泡粒子の一例として、発泡したトナーを挙げることができる。
本発明の発泡トナーは、平均空孔径が５０ｎｍ以上３μｍ未満の微細空孔を備え、かつ、体積平均粒子径が５μｍ以上１５μｍ未満であることが好ましく、更に平均空孔径が５０ｎｍ以上１μｍ以下の微細空孔を備え、かつ、体積平均粒子径が５μｍ以上１５μｍ未満であることが好ましい。
また、比重が０．９未満であることが好ましく、より好ましくは０．７５未満、さらに好ましくは０．５未満である。
なお、比重は、カサ密度により測定した値である。
軽量化によって、トナーの消費量を減らすことができ、熱定着時のにじみを減らして高精細な画像を得ることができる。
【００１１】
（製造方法）
本発明のポリマー発泡粒子の製造方法は、ポリオレフィン、ポリオレフィンコポリマー、環状オレフィン、環状オレフィン共重合体樹脂、ポリスチレン、ポリスチレンコポリマー、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル樹脂及びその混合物よりなる群から選ばれるポリマー粒子と、高圧気体または超臨界流体とを、混合して混合物とする第１工程、該ポリマー粒子の中まで該高圧気体または超臨界流体を含浸させる第２工程、該混合物を減圧減温してポリマー発泡粒子を得る第３工程、を有するポリマー発泡粒子の製造方法であって、前記第３工程は、２０ＭＰａ以上６０℃以上の状態から、１ＭＰａ未満３０℃未満の状態まで、５分以内に減圧減温することを特徴とする。
第２工程について、粒子の中まで含浸させるように時間を十分に掛けることで、均一な空孔を得ることができる。
例えば、ポリマー粒子の体積平均粒子径が１０μｍ程度であれば、１０分以上掛けることが好ましい。
減圧減温する時間は、好ましくは３分以内、より好ましくは１分以内である。
減圧減温する時間が短いほど、すなわち急速に減圧減温するほど、小さな空孔を形成することができる。
さらに、得られたポリマー発泡粒子を一般的な方法で粉砕分級して、所望の大きさのポリマー発泡粒子を得る第４工程を有していてもよい。
高圧気体または超臨界流体は主成分として二酸化炭素を含有することが好ましい。
その他窒素、二酸化炭素と窒素の混合物などを用いることもできる。
【００１２】
本発明の発泡トナーの製造方法は、スチレンアクリル酸共重合体樹脂、ポリエステル樹脂、環状オレフィン共重合体樹脂のいずれかを含有するトナーと、高圧気体または超臨界流体とを、混合して混合物とする第１工程、該トナーの中まで該高圧気体または超臨界流体を含浸させる第２工程、該混合物を減圧減温してトナー発泡粒子を得る第３工程、前記トナー発泡粒子を粉砕分級して所望の大きさの発泡トナーを得る第４工程、を有し、前記第３工程は、２０ＭＰａ以上６０℃以上の状態から、１ＭＰａ未満３０℃未満の状態まで、５分以内に減圧減温することを特徴とする。
発泡トナーの粒子としては、体積平均粒子径が５μｍ以上１５μｍ未満であることが好ましく、より好ましくは５μｍ以上１０μｍ未満である。
【００１３】
（製造装置）
図１は、ポリマー発泡粒子の製造装置の一例を示す説明図である。
１はＣＯ２ボンベ、２は冷却器、３は高圧ポンプ、４は含浸槽、５はトナー、６は恒温水槽、Ｐは圧力計、Ｔは熱電対、Ｖ１〜Ｖ５はバルブである。
当該製造装置は、二酸化炭素の加圧部、定温含浸槽、噴射部から構成されている。
ＣＯ２ボンベ１、冷却器２、高圧ポンプ３、バルブＶ１〜Ｖ４は、二酸化炭素の加圧部を構成する。
含浸槽４、恒温水槽６、圧力計Ｐ、熱電対Ｔは、定温含浸槽を構成する。
バルブＶ５は噴射部を構成する。
【実施例】
【００１４】
（実施例１）
図１に示す製造装置を用いて、実施例１の発泡トナーを製造した。
含浸槽４として、含浸槽（ＳＵＳ３１６製、体積：１２５ｍｌ、最高使用温度：２００℃、最高使用圧力４５ＭＰａ）を用いた。
また、高圧ポンプ３として、高圧送液のプランジャー型ポンプ（富士ポンプ社製、最高使用圧力：１００ＭＰａ）を用いた。
また、バルブＶ１〜Ｖ５として、バルブ（Ｓｗａｇｅｌｏｋ社製、ＳＳ−３ＮＴＲＳ４）を用いた。
具体的な作業は、以下の手順で行った。
【００１５】
（ｉ）何も入っていない含浸槽４を、図示していない乾燥機により５５℃で約１時間乾燥させた。その後、含浸槽４内に発泡前のトナー５（結着樹脂：環状オレフィン共重合体樹脂、体積平均粒子径：３００μｍ、２ｇ）を入れ、さらに乾燥機により５５℃で約１時間乾燥させた。
その後、バルブＶ１〜Ｖ５を開けて、冷却器２、高圧ポンプ３を作動させ、二酸化炭素が流れる状態にした。そして、バルブＶ５を閉めた。これによりトナー５と高圧気体である二酸化炭素を混合して混合物とした（第１工程）。
なお、バルブＶ５を閉めた時、含浸槽４内の圧力はボンベ圧（６ＭＰａ）である。【００１６】
（ｉｉ）この含浸槽４を、６０℃の湯を溜めた恒温水槽６内に入れた。
このとき、バルブＶ４は開いたままなので、高圧ポンプ３により継続的に二酸化炭素が送られており加圧が続く。含浸槽４内が目的圧力（３０ＭＰａ）になった後、バルブＶ４を閉めた。その後、冷却器２、高圧ポンプ３を停止させた。
ここで、含浸槽４内は二酸化炭素の超臨界状態（６０℃、３０ＭＰａ）となっており、この状態下で１時間放置し、二酸化炭素をトナー５の中まで含浸させた（第２工程）。【００１７】
（ｉｉｉ）その後、含浸槽４を恒温水槽６から取り出して、室温（約２５℃）下でバルブＶ５を開け、二酸化炭素を噴射（３０ＭＰａから７〜８ＭＰａまで１０秒、それから１気圧（約０．１ＭＰａ）まで３０秒で、トータル４０秒で減圧を完了。このとき含浸槽内の温度は６０℃から約２５℃になっており減温も完了。）することにより、トナー５の発泡を行った（第３工程）。
以上のようにして、実施例１の発泡トナーを得た。【００１８】
（実施例２）
実施例１と同様に（ｉ）〜（ｉｉ）の工程でトナーを処理する。
（ｉｉｉ）その後、含浸槽４を恒温水槽６から取り出して、室温（約２５℃）下でバルブＶ５を開け、二酸化炭素を噴射（３０ＭＰａから７〜８ＭＰａまで３０秒、それから１気圧（約０．１ＭＰａ）まで３０秒で、トータル１分で減圧を完了。このとき含浸槽内の温度は６０℃から約２５℃になっており減温も完了。）することにより、トナー５の発泡を行った。
以上のようにして、実施例２の発泡トナーを得た。
【００１９】
（実施例３）
実施例１と同様に（ｉ）〜（ｉｉ）の工程でトナーを処理する。
（ｉｉｉ）その後、含浸槽４を恒温水槽６から取り出して、室温（約２５℃）下でバルブＶ５を開け、二酸化炭素を噴射（３０ＭＰａから７〜８ＭＰａまで２分３０秒、それから１気圧（約０．１ＭＰａ）まで３０秒で、トータル３分で減圧を完了。このとき含浸槽内の温度は６０℃から約２５℃になっており減温も完了。）することにより、トナー５の発泡を行った。
以上のようにして、実施例３の発泡トナーを得た。【００２０】
（比較例１）
実施例１と同様に（ｉ）〜（ｉｉ）の工程でトナーを処理する。
（ｉｉｉ）その後、含浸槽４を恒温水槽６から取り出して、室温（約２５℃）下でバルブＶ５を開け、二酸化炭素を噴射（３０ＭＰａから７〜８ＭＰａまで２４分３０秒、それから１気圧（約０．１ＭＰａ）まで３０秒で、トータル２５分で減圧を完了。このとき含浸槽内の温度は６０℃から約２５℃になっており減温も完了。）することにより、トナー５の発泡を行った。
以上のようにして、比較例１の発泡トナーを得た。【００２１】
実施例および比較例の発泡トナーについて、下記の評価を行った。【００２２】
（平均空孔径）
電子顕微鏡で空孔を撮影し、１００個の空孔の長径を測定して平均を算出し、平均空孔径とした。【００２３】
（空孔径バラツキ）
上記１００個の空孔の長径のうち、最大値と最小値の差を算出し、空孔径バラツキとした。【００２４】
（体積平均粒子径）
コールターカウンター法により体積平均粒子径を測定した。【００２５】
（比重）
カサ密度により比重を算出した。【００２６】
実施例および比較例の条件と結果を表１に示す。
なお、図２に実施例２の発泡トナー、図３に比較例１の発泡トナーの電子顕微鏡画像を示す。【００２７】
【表１】
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【００２８】
図２、図３および表１から明らかなように、実施例１〜３の発泡トナーは、平均空孔径が５０μｍ未満の微細空孔を備えている。特に実施例１および実施例２は平均空孔径が１μｍ以下と非常に小さい。
また、実施例１〜３の発泡トナーは、空孔径バラツキから明らかなように、均一な大きさの空孔が設けられている。
また、実施例１〜３の発泡トナーは、空孔を小さくすることで、体積平均粒子径が１５μｍ未満の小粒径の発泡トナーを得ることができた。
また、実施例１〜３の発泡トナーは、比重も０．５未満で好ましい。
これに対し、比較例１では平均空孔径が大きく、空孔径バラツキも大きく、体積平均粒子径が大きい。
【図１】
2011115203.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2011115203.tif 000009
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